電(dian)弧熔爐(lu)生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于有大(da)量(liang)氣體從爐(lu)內排出影響著(zhu)電(dian)熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的(de)結晶(jing)帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不(bu)利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍是我(wo)國(guo)電熔氧化鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧化鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量高(gao)低和化學成分(fen)直(zhi)接(jie)影(ying)響到電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電熔過程中也直(zhi)接(jie)影(ying)響到電熔凝氧化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比例，因此，為了保證(zheng)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和品級比例，必(bi)須對(dui)各種礦石進(jin)行適(shi)當的(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂的(de)原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)化學成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產(chan)環境得到(dao)改善，可以降低運(yun)輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也(ye)較(jiao)均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能(neng)生(sheng)產出白(bai)色大結(jie)晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目(mu)前(qian)，有的(de)廠(chang)家采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因而得(de)到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，有(you)時(shi)必須在電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先利(li)用(yong)處(chu)理(li)海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比，所(suo)(suo)以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降(jiang)低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的顯(xian)氣孔(kong)率，也(ye)應盡(jin)量減少原料(liao)氧化(hua)鎂的氣體排出，因(yin)此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)電(dian)荷(he)、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結合(he)特性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數：陽(yang)離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加熱(re)(re)方(fang)法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧產生高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)作原料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主(zhu)要(yao)成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電熔(rong)過(guo)程中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨粉末添(tian)加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)程中需在(zai)三(san)電極(ji)(石墨電極(ji))的下(xia)端用石墨粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)通電過(guo)程中受熱(re)燒損或完(wan)全燃燒除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程。熔(rong)化過(guo)程即氧化鎂中(zhong)鎂離(li)子(zi)和(he)氧離(li)子(zi)在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)的熱(re)能作用下，克服單晶(jing)(jing)體中(zhong)的晶(jing)(jing)格能的束縛，變成(cheng)能自由運動的過(guo)程。也就是說，氧化鎂加(jia)熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化。在(zai)這(zhe)一過(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的電能。據(ju)(ju)電熔(rong)凝氧化鎂生(sheng)產(chan)者對用水鎂石作原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧化鎂的熱(re)平衡的衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的比例如下：氧化鎂晶(jing)(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據(ju)(ju)可(ke)以看出，在(zai)電熔(rong)